CN103295067A - 基于物联网的自动售货机管理系统 - Google Patents

Abstract

基于物联网的自动售货机管理系统，包含传统售货功能，还包括包括功能增强的自动售货机系统、通讯系统及后台信息处理系统，具有如下功能：存储各个售货机的货物销售情况；统计售货机的商品在不同环境下的销售情况并从中采用数据挖掘方法提取对管理人员有用的商业信息；自动提醒功能；售货机A某类商品售完时，根据售货机地理位置信息采用算法查找到距离该售货机最近且具有同类商品的售货机B，将B的地理位置信息显示在A售货机的显示屏中供用户选择；推荐功能，选择播放的广告内容并进行远程投放和管理，包括除了传统售货功能、功能增强的自动售货机系统、通讯系统及后台信息。

Description

基于物联网的自动售货机管理系统

技术领域

      本发明技术领域为物联网，具体为基于物联网技术的自动售货机，特别是一种具有向管理人员进行商品缺货提醒，具有同类商品的最近售货机位置提醒、根据天气、地理位置及养生信息的个性化推荐功能和广告播放和管理功能的自动售货机管理系统。

背景技术

  目前市场上的自动售货机均为独立工作且功能单一，仅仅只能进行货物的销售，具有如下不足之处：当售货机的某类商品售完时，无法向客户提供附近其它具有该售完商品的售货机的位置信息；当某类商品售完时，无法及时通知管理人员；无法记录不同天气不同环境下不同种类商品销售情况，例如在气温高和气温低时，在不同环境下，哪种商品销售较快的信息；；当顾客购买商品时，无法根据售货机所处地理位置、气候环境、养生信息等向用户推荐商品；无法统计每种商品在不同情况下的销售记录，；另外大部分自动售货机只提供现金服务，不支持移动支付的功能，当用户没有零钱时，购买商品不方便；售货机所处的位置一般都具有一定的商业性，而售货机所占空间较大，可充分利用售货机进行广告媒体的投放和管理。

发明内容

本发明目的是为了解决目前市场上自动售货机均为独立工作且功能单一，特将物联网技术应用到自动售货机中便于对售货机的管理，增强用户使用的方便性，同时为用户提供更多样性和个性化的自动售货机服务。

发明内容：

本发明是基于物联网的自动售货机管理系统，主要包括功能增强的自动售货机系统、通讯系统及后台信息处理系统。功能增强的自动售货机系统除了传统售货功能之外，还新添加了新的模块，例如感知模块、显示模块、广告管理模块、信息存储模块。通讯系统主要包含自动售货机之上与后台信息处理系统相联系的通讯基础设施模块例如有线/无线网络连接模块，GPRS短信发送模块等，它负责将售货机的相关信息发送给后台信息处理系统，同时，也接收后台信息处理系统发来的远程指令，该系统也是附着于售货机系统之中。后台信息处理系统的功能主要处理来自售货机的相关信息，执行复杂算法，主要模块有：存储模块、信息处理模块、信息接收/发送模块、支付管理模块、远程管理模块，实现如下功能：存储各个售货机的货物销售情况；统计售货机的商品在不同环境下的销售情况并从中采用数据挖掘方法提取对管理人员有用的商业信息；当售货机商品减少到一定阈值时通知管理人员添加商品；售货机A某类商品售完时，根据售货机地理位置信息采用算法查找到距离该售货机最近且具有同类商品的售货机B，将B的地理位置信息显示在A售货机的显示屏中供用户选择；根据售货机所处物理位置和当天的天气情况以及最近的养生信息向购买者个性化推荐相应商品。

基于物联网的自动售货机管理系统各个模块，其工作原理如下：

(1) 向管理员提醒商品缺货功能，其实现原理为：在自动售货机中加入感知装置，当售出货物时，感知装置感知到所售货物的信息，将保存的数量减一，当数量少到管理员设置的阈值时，可通过自身的GPRS短信模块或者由有线连接模块将缺货信息发送给处理中心并通知管理人员。

  (2) 某种商品售完时，提醒具有该类商品的最近自动售货机的位置功能，该功能的基本原理如下：

当自动售货机感知到某种商品售完时，除了通知管理人员，还由信息处理中心模块根据自动售货机的地理位置及拓扑图查找距离其最近的具有该类商品的售货机位置并将该信息发送给缺货的售货机向用户显示。

（3）向用户个性化商品推荐功能，该功能基本原理如下：

自动售货机的感知模块感知周围的温度、湿度、季节等信息并将其传递给信息处理中心模块，该模块根据这些信息和养生信息，向用户推荐商品并将个性化信息传递给自动售货机显示。

 (4) 移动支付模块功能，该功能基本原理如下：

 用户可通过手机扫描商品的二维码，并向自动售货机的客服号码发送购买商品的信息，由后台信息系统和运营商完成支付功能后，向用户售出商品。

 (5)销售情况统计功能，该功能模块基本原理如下： 在售货机售出商品时，其自动向后台发送售出商品的基本信息，售出时间，售出时的温度、湿度等信息，后台定期对这些信息进行数据挖掘，从中找出商品销售情况与环境之间的关系。

 (6)广告媒体投放和播放功能，该功能模块基本原理如下：在自动售货机上加装广告显示屏和存储及感知设备，后台管理可远程对播放的广告内容进行管理和设置。当用户靠近售货机时，向用户显示个性化信息或者其它售货机地理位置信息，当没有用户靠近时，则自动播放广告。

本发明专利的有益效果是：

1、提供缺货提醒功能，及时进行数据的更新，及时通知管理员补货；

2、具有提示所缺商品距离最近自动售货机具体位置功能，当客户所处自动售货机缺货时，用户可从其它售货机处购买；

3、统计功能：主服务器能统计每个售货机的每种商品在不同天气、不同环境下的销售情况，并对这些统计信息进行深入挖掘，挖掘出更有用的商业信息；

4、感应功能：采用传感器技术感知用户是否靠近，当有用户靠近售货机时播放推荐信息，当没有用户靠近时，则播放广告，广告内容可通过服务器远程自动更新；

5、个性化推荐功能：服务器能够根据季节、售货机所感知的天气、温度、地理位置和养生等信息，向用户推荐购买商品，增强用户体验。

6、移动支付功能：提供手机方式购买商品。

附图说明

图1：货物缺货提醒功能流程图

图2：商品位置提示功能流程图

图3：个性化推送功能流程图

图4：移动支付功能流程图

图5：功能模块联系图

图6：售货机网络拓朴结构示意图

图7：售货机节点数据存储示意图

图8：销售情况统计流程

图9 广告媒体投放及管理流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明

基于物联网的自动售货机管理系统，主要包括功能增强的自动售货机系统、通讯系统及后台信息处理系统。功能增强的自动售货机系统除了传统售货功能之外，还新添加了新的模块，例如感知模块、显示模块、广告管理模块、商品的二维码、信息存储模块。通讯系统主要包含自动售货机之上与后台信息处理系统相联系的通讯基础设施模块例如有线/无线网络连接模块，GPRS短信发送模块等，它负责将售货机的相关信息发送给后台信息处理系统，同时，也接收后台信息处理系统发来的远程指令，该模块也是附着于售货机系统之中。后台信息处理系统的功能主要处理来自售货机的相关信息，执行复杂算法，主要模块有：存储模块、信息处理模块、信息接收/发送模块、支付管理模块、远程管理模块。实现如下功能：存储各个售货机的货物销售情况；统计售货机的商品在不同环境下的销售情况并从中采用数据挖掘方法提取对管理人员有用的商业信息；当售货机商品减少到一定阈值时通知管理人员添加商品；售货机A某类商品售完时，根据售货机地理位置信息采用算法查找到距离该售货机最近且具有同类商品的售货机B，将B的地理位置信息显示在A售货机的显示屏中供用户选择；根据售货机所处物理位置和当天的天气情况以及最近的养生信息向购买者个性化推荐相应商品；根据商业需要，选择播放的广告内容并进行远程投放和管理。

自动售货机的感知模块用来感知用户购物时的环境信息，例如温度、湿度，感知用户是否靠近售货机。显示模块主要显示其它售货机物理位置信息，个性化推荐信息，此外，还能用于播放广告。广告管理模块主要在本地存储后台服务器传递过来的广告内容以及广告播放时间段，播放次数，循环周期等信息。商品二维码贴在相应商品存放位置，方便用户手机扫描，二维码中包括了商品名称，售货机编号、购买数量、客服中心号码等内容。信息存储模块主要存放售货机内商品的种类、价格、库存量、售货机地理位置及编号以及个性化推送等信息。

后台信息处理系统的存储模块保存售货机的商品信息，商品销售信息，从外部获取的养生信息，售货机的网络拓扑结构，售货机的基本信息等。信息处理模块主要执行数据挖掘算法、缺货商品查询算法及个性化推荐算法。信息发送及接收模块负责从售货机接收信息，同时，将处理的结果发送给售货机。支付管理模块主要负责售货机运营商与移动运营商之间的支付功能，并根据支付是否成功发送远程控制命令给售货机以出售商品。远程管理模块主要负责对售货机的远程管理和操作，例如，将算法得到的个性化推荐商品信息及需要播放的广告内容远程推送给售货机并定时更新。

基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，每个模块的具体实现过程为：

a针对所需要的功能模块及其联系如图5：

 (1) 向管理员提醒商品缺货功能，其实现过程如图1所示：首先需在自动售货机存储模块保存商品信息与所存放的具体货架位置之间的关系；其次设置一个特定的接口电路，由按键激发，以此捕获顾客所选物品的坐标信息；感知模块得到用户购买商品的位置信息，根据该信息可获得商品信息并将商品的数量减一，当数量小于某个阈值时，则由售货机的模块将缺货信息包括售货机编号，缺货商品信息一起发送给后台信息处理模块，由它来通知管理人员处理。

(2) 某种商品售完时，提醒具有该类商品的最近自动售货机的位置功能，该功能的基本过程如图2所示：

同功能(1)的实现类似，首先售货机的感知模块根据接口电路获得商品位置坐标，从而得到商品信息，通过通信模块该位置信息通过通信网络传送给服务器端，服务器判断商品是否售完，当售完时则会根据存储在后台信息处理系统的售货机的拓扑图如图6，和相应的算法，进行相应的数据库查询，获得距离其最近的且具有该类商品的物理位置信息并将其通过通信模块传递给售货机进行显示。售货机的网络拓扑在系统中的存储形式如图7所示，为了简化系统的实现，每个售货机只需要保存距离其最近的2个售货机的信息即可(两台售货机之间的售货机的个数若超过2个，我们就认为距离太远，不必进行查找)，根据该结构的查找售货机的算法流程如下，：

设置变量S, depth,分别表示售货机和遍历的深度。depth=0,S为当前缺货售货机的标识;

(a)获得与S相邻的售货机列表S{s1,s2}，其中s1,s2为两台售货机的标识。depth=depth+1，判断s1,s2两个节点是否访问过，并且是否含有同类商品，若有，则返回结果并结束该算法。若没有，则将两个售货机节点标识为已经访问，如果depth==1,则执行Push(s1),Push(s2)，将s1和s2保存在堆栈中,进入步骤(b)，否则depth=depth-1进入步骤(b)。

(b)执行S=POP(top)操作，将堆栈顶的售货机标识保存到S，若S为空，则过程结束，返回结果为空,否则，进入步骤(a)。

（3）向用户个性化商品推荐功能，该功能实现过程如图3所示：

首先，售货机的感知模块感知有用户接近售货机，然后将环境信息例如温度、湿度等信息通过通信模块传递给后台信息处理模块，接着，后台信息处理模块通过网络获取养生信息并根据售货机的物理位置及商品信息确定个性化商品，进一步并将个性化商品推荐信息发送给售货机的显示模块，最后，在售货机上面进行显示。

(4) 移动支付模块功能，该功能基本实现过程如图4所示，具体如下：

第一步，售货机运营商通过通讯公司申请一个通用的客服号码，用户可向其发送购买短信。

第二步，在每种产品的展示框上贴上一个商品二维条形码，其包括商品名称，售货机ID号，商品数量、客服号码等基本信息。

第三步，用户通过智能手机扫描条形码，其二维码读取软件便会读取该数据信息，之后便可以向客服号码发送包含数据信息的短信进行移动支付。

第四步，支付模块接收到用户短信后，请求用户输入验证码，该验证码只有用户知道，在用户开通该业务时，由运营商为其随机获取一个。

第五步，用户确认成功后，支付模块与通信公司后台支付系统完成交易后续流程，若成功，服务器通过通信网向相应的售货机发出信号，售货机客户端通过通信模块收到信号，将信息传给客户端系统中的监听检测程序，之后驱动相应的马达工作，进而售货。

 (5)销售情况统计功能，该功能模块的主要实现过程如图8所示，主要内容是：第一步，感知模块获取用户所售商品的物理位置，从而获得商品信息。

第二步，感知模块感知环境信息，例如温度，湿度等。

第三步，将上述两种信息通过通信模块传送给后台信息处理模块。

第四步，后台信息处理模块执行算法，从中得到销售量与地理位置、气温、湿度、天气情况等关联情况。

第五步，将上述信息以图形化的方式向管理人员展示。

(6)广告媒体投放和播放功能，该功能模块基本实现过程如图9所示，主要过程如下：

第一步，售货机运营商根据商业需要，选择广告内容，并根据售货机不同位置选择播放的广告内容。

第二步，远程管理模块设置售货机上的广告管理模块的广告播放时间，周期等参数。

第三步，远程管理模块推送广告内容到售货机本地保存。

第四步，售货机本地保存广告内容。

第五步，售货机感知模块未感知客户时，根据设置播放广告。如果有客户购物，则播放个性化推荐信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的自动售货机管理系统，包含传统售货功能，其特征在于，基于物联网的自动售货机管理系统系统还包括通讯系统及后台信息处理系统，传统售货功能里增加了功能增强的自动售货机系统，还新添加了感知模块、显示模块、广告管理模块、信息存储模块，自动售货机系统中出售的每种商品的摆放位置贴有该二维码，二维码内设有商品名称、售货机编号、购买数量、客服中心号码内容。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于：通讯系统包含自动售货机之上与后台信息处理系统相联系的通讯基础设施模块，有线或无线网络连接模块或GPRS短信发送模块。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于：后台信息处理系统主要处理来自售货机的相关信息，执行复杂算法，主要模块有：存储模块、信息处理模块、信息接收/发送模块、支付管理模块、远程管理模块。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，自动售货机系统的感知模块感知环境信息：温度、湿度、光线等信息；感知用户信息，自动售货机系统的显示模块显示个性化推荐信息、其它售货机的位置信息，播放广告信息，自动售货机系统的广告管理模块接收后台处理系统发送过来的指令和广告内容，设置并保存广告播放的时间、内容、周期信息，自动售货机系统的信息存储模块存储售货机内商品的种类、价格、库存量、售货机地理位置及编号以及个性化推送信息。

5.根据权利要求2所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，后台信息处理系统的存储模块存储如下信息：每个售货机的商品信息，商品销售信息，从外部获取的养生信息，售货机的网络拓扑结构，售货机的基本信息、挖掘出的个性化信息、准备推送的广告媒体内容。

6.根据权利要求3所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，后台信息处理系统的信息处理模块执行数据挖掘算法、缺货商品查询算法及个性化推荐算法。

7.根据权利要求3所述的基于物联网的自动售货机管理系统,其特征在于，后台信息处理系统的信息发送及接收模块从售货机接收信息并传递给信息处理模块，将处理的结果发送给售货机。

8.根据权利要求3所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，支付管理模块负责售货机运营商与移动运营商之间的支付，并根据支付是否成功发送远程控制命令给售货机以出售商品，远程管理模块负责对售货机的远程管理和操作。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，功能增强的自动售货机系统中设定货物数量最低值的自动提醒系统，感知模块、显示模块，在无人购物时，显示模块播放广告，在感知模块感知客户靠近时，播放推荐产品信息，在客户进行操作时，显示模块按客户操作进行导购性操作，显示商品的价格、存货量、具有当前自动售货机缺货产品的最近自动售货机位置。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的一种基于物联网的自动售货机管理系统，其特征在于，各自的模块及功能实现过程：

A、向管理员提醒商品缺货功能，首先在自动售货机存储模块保存商品信息与所存放的具体货架位置之间的关系；其次设置一个特定的接口电路，由按键激发，以此捕获顾客所选物品的坐标信息；感知模块得到用户购买商品的位置信息，根据该信息可获得商品信息并将商品的数量减一，当数量小于某个阈值时，则由售货机的模块将缺货信息包括售货机编号，缺货商品信息一起发送给后台信息处理模块，由它来通知管理人员处理，

B、某种商品售完时，提醒具有该类商品的最近自动售货机的位置功能：

同功能A的实现类似，首先售货机的感知模块根据接口电路获得商品位置坐标，从而得到商品信息，通过通信模块该位置信息通过通信网络传送给服务器端，服务器判断商品是否售完，当售完时则会根据存储在后台信息处理系统的售货机的拓扑图和相应的算法，进行相应的数据库查询，获得距离其最近的且具有该类商品的物理位置信息并将其通过通信模块传递给售货机进行显示,根据该结构的查找售货机的算法流程如下：

设置变量S,depth,分别表示售货机和遍历的深度。depth=0,S为当前缺货售货机的标识;

(a)获得与S相邻的售货机列表S{s1,s2}，其中s1,s2为两台售货机的标识。depth=depth+1，判断s1,s2两个节点是否访问过，并且是否含有同类商品，若有，则返回结果并结束该算法，若没有，则将两个售货机节点标识为已经访问，如果depth==1,则执行Push(s1),Push(s2)，将s1和s2保存在堆栈中,进入步骤(b)，否则depth=depth-1进入步骤(b)，

(b)执行S=POP(top)操作，将堆栈顶的售货机标识保存到S，若S为空，则过程结束，返回结果为空,否则，进入步骤(a)，

C、向用户个性化商品推荐功能：

首先，售货机的感知模块感知有用户接近售货机，然后将环境信息通过通信模块传递给后台信息处理模块，接着，后台信息处理模块通过网络获取养生信息并根据售货机的物理位置及商品信息确定个性化商品，进一步并将个性化商品推荐信息发送给售货机的显示模块，最后，在售货机上面进行显示，

D、移动支付模块功能：

第一步，售货机运营商通过通讯公司申请一个通用的客服号码，用户可向其发送购买短信，

第二步，在每种产品的展示框上贴上一个商品二维条形码，其包括商品名称，售货机ID号，商品数量、客服号码等基本信息，

第三步，用户通过智能手机扫描条形码，其二维码读取软件便会读取该数据信息，之后便可以向客服号码发送包含数据信息的短信进行移动支付，

第四步，支付模块接收到用户短信后，请求用户输入验证码，该验证码只有用户知道，在用户开通该业务时，由运营商为其随机获取一个，第五步，用户确认成功后，支付模块与通信公司后台支付系统完成交易后续流程，若成功，服务器通过通信网向相应的售货机发出信号，售货机客户端通过通信模块收到信号，将信息传给客户端系统中的监听检测程序，之后驱动相应的马达工作，进而售货，

E、销售情况统计功能：第一步，感知模块获取用户所售商品的物理位置，从而获得商品信息，

第二步，感知模块感知环境信息，

第三步，将上述两种信息通过通信模块传送给后台信息处理模块，

第四步，后台信息处理模块执行算法，从中得到销售量与地理位置、气温、湿度、天气情况等关联情况，

第五步，将上述信息以图形化的方式向管理人员展示，

F、广告媒体投放和播放功能：

第一步，售货机运营商根据商业需要，选择广告内容，并根据售货机不同位置选择播放的广告内容，

第二步，远程管理模块设置售货机上的广告管理模块的广告播放时间，周期等参数，

第三步，远程管理模块推送广告内容到售货机本地保存，

第四步，售货机本地保存广告内容，

第五步，售货机感知模块未感知客户时，根据设置播放广告，如果有客户购物，则播放个性化推荐信息。

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